内容发布更新时间 : 2024/9/27 6:10:37星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
课时分层训练(三十六) 晶体结构与性质
A组 专项基础达标 (建议用时：30分钟)
1．(1)SiC的晶体结构与晶体硅的相似，其中C原子的杂化方式为________，微粒间存在的作用力是________。SiC晶体和晶体Si的熔、沸点高低顺序是________。
【导学号：95812298】
(2)氧化物MO的电子总数与SiC的相等，则M为________(填元素符号)。MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似。MO的熔点比CaO的高，其原因是_____________________。
(3)C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2的化学式相似，但结构和性质有很大的不同。CO2中C与O原子间形成σ键和π键，SiO2中Si与O原子间不形成上述π键。从原子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成上述π键，而Si、O原子间不能形成上述π键：_____________________，
SiO2属于________晶体，CO2属于________晶体，所以熔点CO2________SiO2(填“＜”“＝”或“＞”)。
(4)金刚石、晶体硅、二氧化硅、MgO、CO2、Mg六种晶体的构成微粒分别是____________________，熔化时克服的微粒间的作用力分别是__________。
解析] (1)晶体硅中一个硅原子周围与4个硅原子相连，呈正四面体结构，所以C原子杂化方式是sp3，因为Si—C的键长小于Si—Si，所以熔点碳化硅＞晶体硅。
(2)SiC电子总数是20个，则该氧化物为MgO；晶格能与所构成离子所带电荷成正比，与离子半径成反比，MgO与CaO的离子电荷数相同，Mg2＋半径比Ca2＋小，MgO晶格能大，熔点高。
(3)Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，p-p轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的π键，SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体，所以熔点SiO2＞CO2。
(4)金刚石、晶体硅、二氧化硅均为原子晶体，构成微粒为原子，熔化时破坏共价键；Mg为金属晶体，由金属阳离子和自由电子构成，熔化时克服金属键，CO2为分子晶体，由分子构成，CO2分子间以分子间作用力结合；MgO为离子晶体，由Mg2＋和O2－构成，熔化时破坏离子键。
答案] (1)sp3 共价键 SiC＞Si
(2)Mg Mg2＋半径比Ca2＋小，MgO晶格能大
(3)Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，p-p轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的π键 原子 分子 ＜
(4)原子、原子、原子、阴阳离子、分子、金属阳离子与自由电子 共价键、共价键、共价键、离子键、分子间作用力、金属键
2．(1)①科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯与钾的化合物，该物质在低温时是一种超导体，其晶胞如图所示，该物质中K原子和C60分子的个数比为________。
【导学号：95812299】
②继C60后，科学家又合成了Si60、N60。请解释如下现象：熔点Si60>N60>C60，而破坏分子所需要的能量N60>C60>Si60，其原因是__________________________。
(2)铜晶体为面心立方最密堆积，铜的原子半径为127.8 pm，列式计算晶体铜的密度__________________________________________________________。
(3)A是周期表中电负性最大的元素，A与钙可组成离子化合物，其晶胞结构如图所示，该化合物的电子式是__________________。已知该化合物晶胞1/8的体积为2.0×10－23 cm3，求该离子化合物的密度，请列式并计算(结果保留一位小数)：__________________________________。
11
解析] (1)①K处于晶胞表面：12×2＝6，C60处于晶胞顶点和体心：8×8＋1＝2。故K原子和C60分子的个数比为：6∶2＝3∶1。
②熔点与分子间作用力大小有关，而破坏分子则是破坏分子内的共价键。 (2)晶胞边长22r(Cu)，晶胞含有Cu为4，M(Cu)＝64， ρ＝
－3)。 ＝9.0 (g·cm
NA?22×127.8×10－10?3
64×4
(3)A为F，与Ca形成CaF2，电子式为
1
19＋2×402.0×10
－23，
ρ＝
×6.02×10
cm23＝3.2(g·
－3
)。
答案] (1)①3∶1
②结构相似的分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力(或范德华力)越强，熔化所需的能量越多，故熔点：Si60>N60>C60；而破坏分子需断开化学键，元素电负性越强其形成的化学键越稳定，断键时所需能量越多，故破坏分子需要的能量大小顺序为N60>C60>Si60
(2)
4×64
cm－3) －103＝9.0(g·
NA×?22×127.8×10?
1
?19＋2×40? g·mol－1
2.0×10
－23(3)
cm×6.02×10 mol
323－1＝3.2 g·cm－3
3．(2017·甘肃重点中学联考)(1)三聚氰胺()中六元环结构与苯环
类似，它与硝基苯的相对分子质量之差为3，三聚氰胺的熔点为354 ℃，硝基苯的熔点是5.7 ℃。
【导学号：95812300】
①三聚氰胺中，环上与环外的氮原子杂化轨道类型分别为________。 ②导致三聚氰胺与硝基苯熔点相差很大的根本原因是__________。
(2)一定条件下，碳、氮两种元素可形成一种化合物，该化合物可作耐磨材料，其熔点________(填“高于”、“低于”或“无法判断”)金刚石的熔点。
(3)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。则铁镁合金的化学式为________，若该晶胞的参数为d nm，则该合金的密度为______________(不必化简，用NA表示阿伏加德罗常数)。
解析] (1)①三聚氰胺中环上、环外氮原子分别形成了2个σ键、3个σ键，均还有一个孤电子对，故价层电子对数分别为3、4，杂化轨道类型分别为sp2、sp3。②三聚氰胺中存在N—H键，分子间能形成氢键，导致熔点升高，硝基苯分子间不能形成氢键，故熔点较低。(2)因氮的原子半径小于碳的原子半径，故键能
C—N>C—C，因而金刚石的熔点较低。(3)依据均摊规则，晶胞中共有4个铁原子，4
8个镁原子，故化学式为Mg2Fe，一个晶胞中含有4个“Mg2Fe”，其质量为N×104
A
416
g＝N g,1 nm＝10－7 cm，体积为10－21d3 cm3，由此可求出其密度。
A
答案] (1)①sp2、sp3 ②三聚氰胺分子间能形成氢键，但硝基苯分子间不能形成氢键
(2)高于 (3)Mg2Fe
416
g·cm－3(或其他合理答案) 310d NA
－214．现有几组物质的熔点(℃)数据：
A组 金刚石：3 550 ℃ 硅晶体：1 410 ℃ 硼晶体：2 300 ℃ 二氧化硅：1 723 ℃ 据此回答下列问题： (1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是________。
B组 Li：181 ℃ C组 HF：－83 ℃ D组 NaCl：801 ℃ Na：98 ℃ HCl：－115 ℃ KCl：776 ℃ K：64 ℃ Rb：39 ℃ HBr：－89 ℃ RbCl：718 ℃ HI：－51 ℃ CsCl：645 ℃